周宇飞 1,2李中灿 1,2李毅 3崔靖凯 1,2[ ... ]朱明超 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林长春30033
2 中国科学院大学,北京100049
3 宁夏大学 机械工程学院,宁夏银川750021
为了实现超冗余机械臂动力学模型的精确辨识,提出了一种基于迭代优化和神经网络补偿的半参数动力学模型辨识方法。首先,介绍了超冗余机械臂的动力学模型和最小参数集,建立了关节非线性摩擦模型,使用遗传算法优化回归矩阵条件数生成激励轨迹。然后建立了机械臂动力学模型物理可行性约束,基于迭代优化方法设计了两层循环网络对超冗余机械臂的惯性参数和关节摩擦模型进行辨识。最后,利用数据集训练BP神经网络,得到超冗余机械臂半参数动力学模型,并与多种算法进行了比较分析。实验结果表明:相较于传统的最小二乘算法和加权最小二乘算法,通过使用本文提出的辨识算法,关节辨识力矩残差均方根(Root Mean Square, RMS)之和分别提高了32.81%和23.76%,半参数动力学模型相比于全参数动力学模型力矩残差均方根之和提高了23.56%,辨识结果验证了辨识方法的有效性和优越性。
超冗余机械臂 动力学模型辨识 迭代优化 半参数动力学模型 redundant manipulator dynamic model identification iterative optimization semiparametric dynamic model 
光学 精密工程
2024, 32(2): 193
作者单位
摘要
宁波大学 机械工程与力学学院, 浙江 宁波 315211
该文提出了一种结构简单紧凑的压电粘滑旋转电机。通过一个力偶式机构设计了定子, 并在此基础上设计出双定子压电粘滑旋转电机, 提升了电机结构的紧凑性。通过在典型锯齿波上改造而成的一种异步驱动方式, 使电机能够实现“增粘减滑”。建立了电机机电-摩擦耦合动力学模型, 制作出电机的样机并进行相应的实验。实验结果表明, 电机输出位移曲线显示出良好的步进特性, 当驱动电压幅值为150 V、频率为900 Hz时, 电机输出的最大单步转角、转速分别为125 μrad和6.3 (°)/s, 最大可承负载为30 g。
压电旋转电机 粘滑驱动 力偶式定子 增粘减滑 动力学模型 piezoelectric rotary motor stick-slip drive force-coupled stator increasing stickiness and reducing slippage dynamic model 
压电与声光
2023, 45(3): 397
尹伊 *
作者单位
摘要
中国科学院近代物理研究所 兰州 730000
能量扫描理论合作组(Beam Energy Scan Theory Collaboration,BEST)的目标是建立一个可以描述美国相对论重离子对撞机(Relativistic Heavy-Ion Collider,RHIC)上第二期能量扫描实验的动力学框架。该实验有可能找到强相互作用相图上的临界点。本文总结自2016年起,BEST合作组取得重要进展,并对未来探索中高密度区相图做了展望。
量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)相图 相对论重离子对撞 QCD临界点 涨落 动力学模型 QCD phase diagram Relativistic heavy-ion collisions QCD critical point Fluctuations Dynamical modelings 
核技术
2023, 46(4): 040010
吴善进 1,2,3宋慧超 1,2,3,*
作者单位
摘要
1 北京大学 高能物理研究中心 北京 100871
2 北京大学 物理学院 北京 100871
3 核物理与核技术国家重点实验室 北京 100871
探寻量子色动力学(Quantum Chromodynamics,QCD)相图的临界点是相对论重离子碰撞实验低能量扫描(Beam Energy Scan program in Relativistic Heavy-Ion Collisions,RHIC-BES)项目的重要实验目标。初步的实验探测发现了净质子数涨落随着对撞能量的非单调行为,定性上符合基于静态模型的理论预言,这暗示着QCD临界点的存在。由于相对论重离子碰撞是一个高速膨胀的体系,动力学效应能显著地改变QCD临界点附近的临界涨落。为最终确定QCD临界点的存在以及研究QCD在有限温有限密区域的相结构,人们发展了一系列QCD临界点附近的动力学模型。本文回顾了近年来关于寻找QCD临界点在实验测量和理论模型的进展,着重强调在临界点及一级相变区域动力学模型的发展和挑战。
QCD相图及相变 相对论重离子碰撞低能量扫描 动力学模型 QCD phase diagram and phase transition Beam energy scan program in Relativistic heavy-ion collisions (RHIC-BES) Dynamical models 
核技术
2023, 46(4): 040004
作者单位
摘要
国防科技大学 智能科学学院,湖南长沙410073
为满足某型光束指向装置高分辨率、空间紧凑和低成本的需求,结合其负载小、转速低的实际应用特点,设计了一种偏置型扭轮摩擦传动机构。该机构的变传动比特性通过改变主动轮与从动轮的扭角实现,为优选扭角设计区间,研究了扭角对机构位移特性的影响。在分析偏置型扭轮摩擦传动机构运动学特性及扭轮接触区受力、变形情况的基础上,建立了偏置型扭轮摩擦传动的刚柔耦合动力学模型,通过物理样机试验和多体动力学仿真分析,开展了扭角对输出角速度稳定性和角位移分辨率的影响。结果表明:扭角越大,机构输出角速度的波动范围也较大,传动越不平稳。设计的传动机构在扭角不大于80°时能实现平稳传动,且在大扭角条件下,机构能实现0.005˚(18″)的低速微步进运动,输出分辨率优于单级圆柱齿轮传动。上述分析为偏置型扭轮摩擦传动机构在光束指向装置传动系统中的应用提供了一种新的思路。
光电跟踪 偏置型扭轮摩擦传动 刚柔耦合动力学模型 扭角 分辨率 optoelectronic tracking offset twist-roller frictional transmission rigid flexible coupling dynamic model twist angle angular resolution 
光学 精密工程
2023, 31(3): 331
作者单位
摘要
1 西南石油大学新能源与材料学院, 成都 610500
2 中国科学院岩土力学研究所岩土力学与岩土工程技术国家重点实验室, 武汉 430071
3 中国石油川庆钻探工程有限公司井下作业公司固井公司, 成都 610000
在碳捕集、利用和封存(CCUS)井下, 油井水泥因长期受井下高温、高压和高酸性流体的作用会遭受碳化腐蚀导致水泥环失效。为了模拟CO2地质封存井下碳化腐蚀环境, 本文将油井水泥的主要单相矿物硅酸三钙(C3S)置于不同温度(30 ℃、60 ℃、90 ℃), 并密封在8.0 MPa的气相或液相的CO2碳化环境下, 采用XRD和TGA相结合的分析方法, 分析水泥单矿C3S受CO2腐蚀环境的影响规律。根据非稳态Fick扩散的渗透理论模型, 建立腐蚀产物定量分析结果与腐蚀龄期的数学模型, 拟合得到C3S受CO2腐蚀后的产物生成系数, 以此评价不同CO2腐蚀因素对C3S的影响程度。结果表明: 在CO2气相环境中, 温度升高将显著加剧对C3S的腐蚀且产生溶蚀现象; 而在CO2液相环境下, 高温(90 ℃)使C3S水化反应加剧并形成阻滞层, 降低CO2对C3S的腐蚀速率。
水泥单矿C3S CO2腐蚀 腐蚀动力学模型 渗透理论 物相变化 cement single ore C3S CO2 corrosion CCUS CCUS corrosion kinetics model penetration theory phase change 
硅酸盐通报
2022, 41(8): 2644
屈孟娇 1,2,*田青 1,2张苗 1,2祁帅 1,2[ ... ]蔡基伟 1,2
作者单位
摘要
1 河南大学土木建筑学院,开封 475004
2 绿色建筑材料国家重点实验室,北京 100024
火山灰质材料的高效、合理利用是实现混凝土环境友好与高性能的重要途径,而科学、准确评价火山灰质材料的活性发挥程度则是提高其综合应用效果的关键之一。通过对国内外文献的研读分析,概述了化学试验法、物理试验法、微观结构分析法与动力学模型法等火山灰质材料的主要活性评价方法,并对各种评价方法的理论依据及适用特点进行了讨论分析,最后探讨了当前火山灰质材料活性评价方法存在的不足之处,旨在为火山灰质材料的高效利用与深入研究提供借鉴与参考。
火山灰 活性评价 化学试验法 物理试验法 微观结构分析法 动力学模型 pozzolan activity evaluation chemical test method physical test method microstructural analysis method kinetic model method 
硅酸盐通报
2022, 41(2): 376
作者单位
摘要
1 陕西高速机械化工程有限公司, 西安 710038
2 长安大学建筑工程学院, 西安 710064
为研究混磨不同细度石灰石粉-粉煤灰对水泥基胶凝材料水化进程和早期力学性能的影响规律, 本文采用等温量热法测定了不同细度复合胶凝体系在水化温度为20 ℃时的水化放热速率和放热量, 根据Krstulovic-Dabic提出的水化动力学模型计算了复合胶凝体系水化反应各阶段的动力学参数。结果表明: 增加石灰石粉和粉煤灰的细度可促进复合胶凝体系水化产物的结晶成核与晶体生长, 缩短水化诱导期结束时间和达到最大放热速率时间, 加速水泥的水化反应速率。石灰石粉和粉煤灰细化会缩短相边界反应过程时间, 使复合胶凝体系在水化程度更高时发生反应控制机制转变。抗压强度试验表明增加细度可明显提高胶砂试件的早期强度, 其后期强度保持稳定。
石灰石粉-粉煤灰 细度 胶凝材料 水化反应速率 水化动力学模型 力学性能 limestone powder-fly ash fineness cementitious material hydration reaction rate hydration kinetic model mechanical property 
硅酸盐通报
2022, 41(7): 2337
作者单位
摘要
中国民用航空飞行学院 空中交通管理学院, 广汉 618307
为了缩减ARJ21飞机与前机的尾流间隔、提高空域容量和机场运行效率, 采用基于机场激光测风雷达实际探测飞机尾涡数据, 结合国产客机ARJ21空气动力学响应模型, 进行了理论分析和实验验证, 取得了ARJ21飞机在不同前机尾流作用下受到的气动力和力矩随时间的变化情况。结果表明, ARJ21飞机作为后机跟随重型机B747, 间隔9.3km, 此时处于无颠簸状态, 滚转力矩系数小于极限范围; ARJ21飞机作为后机跟随中型机A320、B737,间隔6km, 此时处于无颠簸状态, 滚转力矩系数小于极限范围。此研究结果说明ARJ21飞机尾流间隔具有一定的缩减空间。
激光技术 ARJ21飞机尾流间隔 空气动力学模型 尾流遭遇 尾流安全 laser technique ARJ21 aircraft wake interval aerodynamic model wake encounter wake safety 
激光技术
2022, 46(4): 460
作者单位
摘要
1 北京应用物理与计算数学研究所, 北京 100094
2 中国工程物理研究院 研究生部, 北京 100088
建立了混合多组分等离子体高压查尔特鞘层动力学模型,数值研究了氘钛等离子体高压查尔特鞘层特性。理论与数值研究结果表明,提升D+离子比例、降低D+离子及Ti2+离子入鞘速度、降低等离子体密度等方式,均会有效增加鞘层厚度,并降低靶面场强幅值,这些方式有利于离子汇聚传输和降低靶面击穿风险。随加速电压的增加,离子引出稳定工作区域范围呈现先增加后减小的趋势。增加D+离子比例、减小D+离子及Ti2+离子入鞘速度,均会显著增加离子引出稳定工作区域范围。
混合多组分等离子体 高压查尔特鞘层 动力学模型 mixed multi-component plasmas high voltage Child-sheath dynamic model 
强激光与粒子束
2022, 34(7): 075011

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